A Light-Speed ​​Race egy napenergiával működő ingázó autó építése

A Bridgestone World Solar Challenge nem a tipikus gumiolvasztó, gázfáklyás autóverseny. A feketetetős ovális körüli fojtószelep-forgatás helyett ez egy környezettudatos állóképességi teszt az Australian Outbacken keresztül.

Négy nap alatt kísérleti franken-gépek motoroztak 2000 mérföldet Darwintól Adelaide-ig, elsősorban napenergiával. A legtöbb jármű nem úgy néz ki, mint egy hegyes Forma-1-es versenyző. Úgy tervezték, hogy a napsugarakban futhassanak, némelyik jármű Mars-kompatibilis légpárnás járműre emlékeztet, mások pedig napelemes Pop Tartsra hasonlítanak, négy kerékkel.

Néhány évvel ezelőtt a World Solar Challenge versenyt megnyerő autóipari érdekességek egy időnkénti zseniális sztorik voltak, amelyek átvillantak a Twitter hírfolyamában. Az utcai legális napelemes járművek piacra dobásával, mint a Lightyear One és

Sonos A Motors Sion, valamint az olyan elismert szereplők, mint a Toyota és a Kia tesztelik a panelintegrációkat, új verseny indult el a világ legnagyobb napelemes autógyártó vállalatává.

A Sunray hajtású szedánoknak is rengeteg szkeptikusa és ellenzője van. A Carnegie Mellon professzora, Jeremy Michalek, az egyetem Járművillamosítási Csoportjának igazgatója szerint a napelemek drága módja annak, hogy mérföldeket szerezzen. Az elektromos harcos Elon Musk micimackó a koncepció: "A legkevésbé hatékony hely a napelem elhelyezésére az autóban van."

Egy autó építészetének újragondolása

Arjo van der Ham fiatalabb villamosmérnök hallgató volt a holland Eindhoveni Műszaki Egyetemen, amikor egy ismerőse az iskola gyorskorcsolya klubja, Lex Hoefsloot, találkozást kért, hogy csatlakozzon egy csapathoz, amelyet összeállított, hogy beszálljon egy autóba a World Solarbe Kihívás. Van der Ham a mesterképzésre összpontosított, és óvakodott a projekttől. Ám az első találkozáskor a mérnöktársak elkezdtek diagramokat rajzolni egy javasolt járműhöz, és mire aznap este a fiatalember hazaért, elakadt.

2012 végétől 2013 elejéig a holland egyetem 20 hallgatója tervezett és gyártott egy olyan lapos járművet, amely majdnem úgy nézett ki, mint egy űrkorszaki fagylaltos szendvics. Az októberi versenyen az eindhoveni csapat a harmadik helyen gurult Wales és Németország mögött. A cirkáló kategóriában azonban a bírák figyelembe vették a dizájnt és a praktikumot, és később Eindhovent nyilvánították ki az összesített győztesnek.

Hoefsloot még nagyobb nyereményért kémkedett, és megalapította a Lightyear napelemes vállalatot van der Ham technológiai igazgatóval. Hét évvel később a csapat a tanultakat prototípusba öntötte, amely kevésbé hasonlít egy fagylaltos szendvicshez, és inkább egy golyósvonat elegáns elejéhez. Valószínűleg körülbelül 165 000 dollárba fog kerülni, amint 2021 végén piacra kerül (lehet foglaljon most egyet egy visszatérítendő 4000 dollár lecsapásával). Pár évvel később érkezik egy olcsóbb, „Tesla Model 3” stílusú változat. A dolgok gördülékenyebbé tétele érdekében a Lightyear 30 millió dollárt gyűjtött össze, 120 előrendelése van, és bemutatta demóautóját a Las Vegas-i CES-en a svájci davosi Világgazdasági Fórumon.

Mit tud tehát a Lightyear One autócsapat mögött álló csapat a napelemes motorokról, amit Musk nem? „Ha Elon ma újra meggondolná ezt a döntést, és lehetősége lenne arra, hogy a semmiből építse fel autója architektúráját ma 2004 helyett [amikor a Tesla korai modelljeit tervezték] más következtetésre jutna” – mondja van der Sonka. "A napelemes autó a Lightyear számára működik, mert mi az építészetet az alapoktól kezdve végezzük."

A Lightyear legfontosabb innovációinak nagy része még azelőtt megtörténik, hogy napelemeket szerelne fel és telepítené az akkumulátorokat. A Lightyear One öt személy befogadására képes, de a saját tömege 2500 font. Egy Prius 3375 fontra billenti a mérleget. A Tesla Model 3 3500 és 4100 között van.

„Először tényleg az alapokat kell megnézni” – magyarázza van der Ham a Lightyear One súlyelőnyét a többi autóval szemben. „Ez az, ahol a legnagyobb változást fogod elérni – az építészetben. Nem a technológia részleteiben.”

Új tesztek és régi trükkök reflektorfénybe állítása

Más cégek, kicsik és nagyok, már egy ideje a napenergiával foglalkoznak. 2010 és 2015 között a Toyota napelemes tetőt kínált Amerikában a Priushoz választható luxuscsomag részeként, amely bőrüléseket és távirányítós légkondicionálót is tartalmazott. Ezekben az években körülbelül 95 000 amerikai vásárló vásárolta meg az opcionális csomagot. 2019 decembere óta a vállalat 4500 új Prius PHV-t is értékesített Japánban és Európában, amelynek tetején napelemek találhatók 160 watt – elég ahhoz, hogy segítse a segéderőt, de nem mozgatja az autót jelentős mérföldekre (ez a lehetőség jelenleg nem elérhető a MINKET.).

A Toyota nemrég épített egy Prius prototípus rendkívül hatékony, Sharp által gyártott napelemcellákkal, amelyek 860 wattot tudnak termelni, ami potenciálisan elegendő napi több mint 25 mérföld energiaellátására. Az új változat a tetőtől a motorháztetőig, a hátsó nyílásajtóig és a csomagtartó légterelőjéig bővíti a cellák lefedettségét is. Míg a Toyota sokat nyüzsgött a tesztekkel kapcsolatban, a felülvizsgálati időszak 2020 februárjáig elhúzódott, és nem voltak határozott tervek a környezetbarátabb modell piaci megjelenésére. Ha a japán cég olyan elektromos járművel vagy hibriddel halad előre, amelyben elegendő napelem van az autó energiaellátásához, a hibrid piaci részesedése máris óriási előnyt jelent minden indulással szemben. A Toyota vitathatatlanul rendelkezik a legtöbb tapasztalattal az autógyártó cégek közül a napelemes járművek értékesítése terén, még a korlátozott kapacitású járművek esetében is.

A Kia/Hyundai opcionális napelemes tetőket árul (körülbelül 1000 dollárért) Sonata és Optima hibrid modelljeihez Koreában. A vállalat azt tervezi, hogy a frissítést a tengerentúli piacokon is kínálja, de a képviselők nem árulnak el konkrétumokat. Optimális körülmények között a tetők évente körülbelül 800 mérföldet biztosítanak a járműveknek.

Van der Ham a Sonata napelemes tetejére utal, mint jelképes erőfeszítésre a Lightyear integrálásához képest Az egyik, aminek azt ígéri, hogy évente 8300 mérföldet nyer ki a napelemeiből, még egy olyan ködös városban is, mint San Francisco. A Lightyear előnyének jó része a karosszéria súlyában rejlik, amely szénszálas kompozitból készült és alumínium, szemben egy olyan hagyományosabb autóval, mint a Sonata, amely acél (nagy szilárdságú, viszonylag könnyű acél, de még mindig).

Sono Motors

A német Sono Motors könnyű alumínium vázat alkalmaz, hogy csökkentse a napelemes Sion súlyát. Ha a Lightyear a sportos út a környezettudatos alfák számára, a Sion a megfizethető alternatíva az értelmes, napimádó béták számára. A dobozos fekete ferdehátú ferde eleje és egy Honda Fitre emlékeztető ferdehátú, és csak egy színben, feketében kapható. Ezt a választást, mint az autó számos funkcióját, a projektet finanszírozó közösség döntötte el.

Több mint 10 000 ember rendelte elő a Siont úgy, hogy 550 dollárt fizetett vissza a 28 000 dolláros vételárhoz. A szállítás 2022 elejére várható. Ez nagyon bízik az alapítókban, akik diákkorukban kezdték el a projektet, és még hivatalos prototípust sem építettek meg. A járgány, amelyet körbejártak, nem nagyon takarja el a napelemek helyét, sőt BMW kormányoszlopa is van (a későbbiekben szabadalmaztatottra cserélik). Más döntéseket, például azt, hogy a sorozatgyártású autó első- vagy hátsókerék-hajtású lesz, még nem véglegesítették. Ez a nyitott fejlesztési megközelítés segített Sononak a közelmúltban 55 millió dollárt tömegesen finanszírozott prototípusok elkészítéséhez és az autó piacra kerüléséhez.

A Sono azt ígéri, hogy a napenergiával napi 10 mérföldet fog meghajtani a Sion, ami talán nem tűnik soknak, de nagyjából ennyit hajt meg egy tipikus német ingázó egy nap alatt – mondja a cég képviselője. Az akkumulátor tárolója 200-250 mérföldes hatótávolságig tölthető. További praktikus funkciók közé tartozik az első és a hátsó ülések leengedése, így 8 lábnyi tárolóhely, valamint egy rész az első lökhárító töltőcsatlakozóján, ahová a felhasználók csatlakoztathatják a háztartási készülékeket (ha kempingezés közben turmixot kell turmixolnia).

Napelemes autót építeni nem egyszerű – vagy olcsó

Ha úgy tűnik, hogy a napelemes autók világából hiányzik az amerikai találékonyság, az nem teljesen igaz. A Ford 2014-ben a CES-en mutatta be a C-MAX Solar Energi Concept autót, de azóta nem sok hír érkezett. A University of Michigan rendelkezik a világ egyik legjobb napelemes autóverseny-csapatával, amely számos nemzeti versenyt megnyert, és harmadik helyezést ért el a 2019-es Bridgestone World Solar Challenge versenyen.

Neil Dasgupta professzor, a michigani versenycsapat tanszéki tanácsadója egy napenergiával és akkumulátorokkal foglalkozó kutatólaboratóriumot vezet, és azt mondja, hogy a napelemes autókat gyártó cégek valószínűleg több kompromisszum ellen is birkózni fognak.

Kezdetnek a napelemes autó építése nem olcsó. Természetesen vannak fotovoltaikus cellák és akkumulátorok. Aztán ott van a szénszálas kompozit karosszéria, amelyet a Lightyear és a University of Michigan alkalmaz, hogy csökkentsék autóik súlyát. Minden kiló szénszálas kompozit elég sokba kerül – magyarázza Dasgupta. A jó hír az, hogy a viszonylag könnyű anyag lenyűgözően biztonságos lehet.

„A versenyautó-vezetők 100 mérföld/órás sebességgel lépnek ki a balesetekből” – jegyzi meg a professzor. „Azok az autók részben szénszálas kompozitból készülnek. Valójában biztonságosabbak lehetnek, mint az acél alapú autók.” Sok autógyártó lát benne potenciált testek készítése az anyagból, de több kutatásra és fejlesztésre van szükség a költségek csökkentése érdekében. Egy napelemes autókat, rendkívül hatékony akkumulátorokat és szénszálas kompozit testeket építő startupnak továbbra is nyereségesnek kell lennie.

„Az, hogy a gyártási költségeket le tudják-e csökkenteni a megfelelő szintre, meghatározza egy induló vállalat sikerét vagy kudarcát” – állapítja meg Dasgupta. A jelenlegi technológiát figyelembe véve nem számít sok napfényes kisteherautóra vagy SUV-ra sem hamarosan, mivel a panelek számára rendelkezésre álló extra hely általában nem elegendő egy nehezebb jármű hosszú távú meghajtásához távolságok. Az újon kínált napelemes tető Fisker SUVpéldául csak évi 1000 mérföldet ad hozzá az autóhoz.

A Sion a már piacon lévő autóalkatrészek felhasználásával próbálja alacsonyan tartani a költségeket. A vállalat az autó-összeszerelő sor újragondolásával is megpróbálja korlátozni a gyártás során fellépő többletenergia-felhasználást. Például a karosszériaelemeket színnel töltik be, nem pedig festik, hogy energiát és gyártási költségeket takarítsanak meg.

Tanulságok

Van der Ham azt mondja, hogy az egyik lecke, amelyet a Tesla növekedésének megfigyelése során tanult, az, hogy fontos, hogy ne próbáljon túl sokat tenni házon belül.

„Társi társaság vagyunk” – magyarázza. „A Lightyear mögött álló teljes ötlet az, hogy a lehető legtöbbet használjuk a meglévő dolgokat és infrastruktúrát.” Az autó napelemeit a kaliforniai cég gyártja Naperő, például.

„Vegyünk néhány trükköt annak érdekében, hogy a panelek valóban hatékonyak legyenek” – mondja, többek között egy olyan kialakítást, amely biztosítja, hogy az árnyékban lévő vagy madárpiszkával borított panelek ne lassítsák le a teljes töltési sebességet.

A panelek, az akkumulátor és a karosszéria optimalizálása miatt a Lightyear One kétszer olyan hatékony, mint a Tesla Model S. Valójában a csapat elemezte a napelemek Elon Musk Model 3-ra való felhelyezésének hatását, és úgy számoltak, hogy ez csak évi 3000 mérföldet jelent, szemben a Lightyear One 8000-rel.

„Ebben az értelemben egyetértek Elon megjegyzésével” – mondja Van der Ham. „Ha most napelemet helyezünk a Model 3-ra, az nem ad sokat hozzá.”

Ha nem tud várni néhány évet egy új napelemes autóra, nézze meg Bryce és Courtney YouTube-osok projektjét, akik felhagytak a munkájukkal és átalakítottak egy 1988-ast. Dodge Ram Van egy lakóautóba napelemekkel a tetején, amit körbejártak az Egyesült Államokban. Nincs 165 000 dollár, amit elkölthetne egy új napelemes utazásra? Csak csavarozzon fel néhány panelt jelenlegi autója tetejére körülbelül 1000 dollárért.

Szerkesztői ajánlások

• A Sony Honda Afeela autó a CES csúcsa, és én teljesen oda vagyok érte
• A CES ma egy nagysebességű autonóm autóversenynek ad otthont. Nézd meg itt
• A Volvo bemutatja az elektromos, 2022-es C40 Recharge-et az Android-alapú autós technológiával
• Az Apple tárgyalásokat folytat a Hyundai-val a lehetséges autóról – erősítette meg az autógyártó
• Fékezze be az Apple Car elvárásait, mondja az elemző